Estudio experimental y modelado del flujo hidráulico en suelos limo-bentoníticos compactados para su uso en barreras naturales

Abstract

Los suelos loéssicos de Córdoba, presentan una estructura macroporosa y un marcado comportamiento inestable en presencia del agua. Esta característica estructural, los vuelve vulnerables en los procesos de conducción y transporte de agentes externos bajo fenómenos de infiltración. Su mejoramiento mediante el empleo y adición de materiales naturales como la motmorillonita sódica, hace posible su uso como barreras naturales de baja permeabilidad acorde a lo reglamentado por los organismos internacionales. De esta forma, se logra la disminución de su valor de conductividad hidráulica lo cual permite su empleo en la construcción de depósitos de rellenos sanitarios. En este trabajo, se presentan resultados de infiltración en muestras remoldeadas de suelo local con adición de bentonita sódica en diferentes porcentajes, moldeadas con diferentes valores de densidad de compactación. Se analizó el comportamiento hidráulico mediante el uso de un equipo de permeabilidad a pared flexible y se ha establecido el ascenso capilar. Los resultados indican que es posible la disminución de la infiltración de un fluido permeante a través del medio poroso, mediante el incremento de la densidad natural del suelo optimizada mediante procesos mecánicos en conjunto con la incorporación de bentonita. Se observó una respuesta experimental no lineal en las curvas de infiltración obtenidas en diferentes mezclas mejoradas con adición de bentonita. Este comportamiento de características variables, en función del tiempo y de la presencia de adición incorporada, permitió establecer los parámetros necesarios para calibrar el modelo de infiltración propuesto.

Loessic soil has a macroporous structure and a marked unstable behaviour in presence of water. This structural feature becomes them more vulnerable in transport processes of external agents under low infiltration phenomena. Its improvement through adding natural materials such as sodium motmorillonite enables its use as low permeability natural barriers according to international organizations. Thus, a reduction in the hydraulic conductivity value allows its use in the construction of landfill deposits. This work presents the infiltration results on remoulded local soil samples with addition of sodium bentonite in different percentages and different values of moulded dry density. The hydraulic behaviour was analyzed by using a flexible wall permeameter. Also the capillary rise was established. The results indicate that it is possible to reduce the infiltration through the porous medium, by increasing the natural density of compaction of the soil, by using mechanical processes optimized in conjunction with the addition of bentonite. A non-linear experimental response was observed on the permeability coefficient obtained in the mixtures in respect of the incorporation of bentonite. This variable characteristic behaviour, depending on the presence of incorporated addition, allowed establishing the necessary parameters to calibrate the infiltration proposed model.